农产品农药残留分析技术进展

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0引言

随着食品安全行动计划和农产品市场准入制度的推行，农产品农药残留监控将备受关注。农产品质量安全关注的是农产品中各种农药的残留，要求检测能够快速、准确地提供检测数据，其关键是选定技术参考标准、检测方法。以农药残毒快速检测为初筛和色谱法定性定量检测的两步分析检测模式，将成为农产品质量安全检测实验室首先应考虑的问题。

1农药残留技术标准

农药残留标准是农产品质量安全农药残留检测数据判定的依据。目前，我国已制定79种农药在32种农副产品中的197项农药最高残留限量标准(MRL值)的强制性国家标准农药最高残留限量(MRIs)，160种农药在19种作物上的351项推荐性最高残留限量标准。

日本在蔬菜产品中农药残留限量标准共有1743项。其中对十字花科、菊科、伞形科、茄科、百合科、食用菌、薯芋类、瓜类等蔬菜制定了1712个农药残留限量标准，其他蔬菜作出了31个限量标准。美国对58种农药在叶类蔬菜、球茎蔬菜、葫芦类蔬菜、果类蔬菜及番茄、黄瓜、甘蓝、花椰菜、洋葱、茄子、甜瓜、佛手瓜、蘑菇、黄秋葵等单项蔬菜共制定出677项农药残留限量标准，农产品方面的农药残留最高限量多达9635项。

WHO／FAO制定的残留限量标准有3000多项，针对不同种类及单项蔬菜上分别使用的农药作出了最高残留限量标准，总计7大类及单种蔬菜42种上对不同使用的79种农药作出了723个最高农药残留限量指标。

2残留分析方法的趋势

(1)待测组分越来越复杂。除原来农药的几大类型外，新开发的农药包括了各种各样新的结构基团。其中不少化合物，或分子量大，或极性极强威对热不稳定。除母体化合物外，代谢产物(有活性或有毒性)的分析受到重视。代谢产物常留分析技术提出了更高要求。

(2)由于人类对环境和食品质量要求越来越高，以及检测技术的不断进步，使农药残留检出灵敏度进一步提高。目前。水样一般测到ppb至ppt水平，检测到PPq水平也时有报道。作物、饲料、土壤和其他生物样品一般在较低的ppm到ppb水平。新的食品残留检测下限必须低于最大允许残留量。在定量分析方面，为了提高方法的精密度和准确度，越来越多的方法采用内标法代替过去常用的外标法。

(3]一向十分费事的样品预处理工作，正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少对环境的污染、微型化和自动化方向发展。如固相萃取(SPE)、超临界液体萃取(SFE)、微波辅助萃取、样品(matrix)固相分散萃取、自动索氏萃取，在线HPLC萃取等都取得很大进步。尤其是SPE的应用已相当普遍。

(4)定量分析方面出现了许多新变化。高效液相色谱的应用越来越广泛。其原因主要是HPLC能适合测定热不稳定和强极性农药及其代谢物。这些农药用GC测定时，必须先进行衍生化处理。其次是HPLC可以与柱前提取、纯化及柱后荧光衍生化反应和MS等系统联用，容易实现分析过程的自动化。同时，一些新的检测器的使用，一定程度上提高了HPLC的检出灵敏度。

(5)免疫分析法(IA)尤其是酶免疫分析(EIA)的研究十分活跃。应用方面也取得较大进展。IA被称为使用抗体作为“生物化学检测器”的分析技术。其开发过程需要投入较多资金和较长时间。一旦开发成功，则具有简单、快速、灵敏度高、特异性强(对某一个或某一类化合物)、廉价、样品所需量少等优点。Kaufman等[12、13]先后综述了IA在农药残留分析中的研究和应用概况，以及美国官方机构对发展IA技术的态度和将酶标试剂盒应用于实践中的准则。

(6)以往发表的残留分析方法，大都是针对生物样品、环境样品和食品。1993年在华盛顿举行的AOAC国际会上，进行了关于人体内农药和化学污染物残留分析方法的专题讨论会。强调了人体样品如血、尿和母乳等与农产品和环境样品相比时，新的残留分析方法非常缺乏。因而对人体样品分析方法的研究，在今后相当长一段时间内，对各种类型的农药来说都非常需要。

(7)目前农药残留分析的成分大都是化学合成的化学品，分子量一般在500以下。而未来的15～20年，有可能发生由化学品向用生物工程生产出来的生物制品的转化。那时，分析对象的分子量将会大得多。要将分析对象与原动植物组织中的蛋白质、多肽、核酸、细菌或病毒等分离将会更加困难。新的分析技术将要求有细胞化学、发酵化学、免疫化学和多肽排列结构等多方面学科知识的支持，这些将会是残留工作者面临的新课题。

3残留检测技术

3.1快速检测技术

3.1.1比色卡

利用此方法，早期的比色卡通常检测样本中有机磷农药总体残留量，受操作条件的影响较大。经改进后，比色卡与仪器结合，提高了检测稳定性和重现性，检测的农药范围拓宽到有机磷、氨基甲酸酯和部分菊酯在样本中的总体残留量。

3.1.2速测仪

利用胆碱酯酶的水解生理活性，模拟有机磷、氨基甲酸酯类农药杀虫毒理。采用紫外分光光度计比色法来判断样本中的农药残留总体情况。采用该方法研制的农药残毒快速检测仪器是目前最主要的速测设备，有些检测灵敏度高达0.5 mg／L(甲胺磷)、0.003 mg／L(呋喃丹)，可以与色谱仪的灵敏度相媲美。仪器的设计也逐渐自动化、小型化、便携化，使得农产品质量安全检测流动实验室迅速发展。

3.2色谱检测技术

3.2.1气相色谱(GC)及其联用技术

气相色谱是色谱技术中最为成熟的技术，也是目前农产品农药残留定量检测的主要设备。由于毛细管气相色谱的发展。农药多残留检测、快速气相色谱、联机技术等得到了很大的提高。

质谱是目前最常用的农药残留定性确证手段，大部分农药可用GC-MS进行检测。近年来，质谱联用技术发展迅速，相继有报道利用GC-IT-MS(气相色谱一离子捕获质谱)、GC-CI-MS、GC-CID-MS(碰撞诱导解离质谱)、GC-MS-MS(多极质谱串联)等技术分析蔬菜、水果上农药残留，并获得较好的实验结果。负化学电离NCI在农药残留分析中可以非常方便地获得分子离子峰。提高了定性的准确性。

3.2.2液相色谱及其联用技术

相对于GC，液相色谱适应的范围更广，可分析高沸点、热不稳定、非挥发性化合物，与质谱联用(HPLC-MS)对痕量残留农药分析可一次进样完成定性定量目的。由于样品从HPLC出来不被破坏。使得HPLC和可以联用其他先进的结构鉴定技术，如HPLC-NMP,(高效液相色谱一核磁共振)、HPLC-NMR，-MS。后者检测灵敏度很高，可以测定未知化合物的准确结构。

3.2.3其他色谱及联用技术

为了使一些较为复杂的样品得到有效的分离测定，以连续色谱分离测定的GC-GC(多维气相色谱)、HPLC-GC(液相色谱一气相色谱)、GPC-HPLC(凝胶渗透色谱一液相色谱)等技术得到了逐步的应用。双柱双检测器气相色谱在蔬菜水果农药多残留快速扫描(MP,Ms)中以1～1.5 h就可确定农产品中是否含有禁限用农药成分和残留农药的残留量。

3.2.4前处理技术

农药残留分析工作中大部分的时间都花在前处理上，如何解决前处理技术瓶颈是农残分析工作者不可回避的问题。近年来，固相萃取(sPE)、固相微萃取(sPME)、超临界流体萃取(SFE)、微波萃取(MAE)、快速溶剂萃取(ASB)、凝胶渗透色谱(GP)等前处理技术不同程度地出现了自动化仪器装置。比较成熟的SPE、SPME、GPC技术已经有商品化的色谱联用仪器上市，如SPE-GC-MS、SPE-HPLC、SFE-HPLC等，大大加快了农药残留检测的速度。